例析高中化學實驗中的探究性學習

薛婉若

【摘 要】“通過實驗學化學”是學習高中化學課程的必由之路。現(xiàn)在的高考，化學學科對學生的能力要求越來越高，而實驗是學生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學生的實驗能力，光靠課本上的學生實驗及老師在課堂上的演示實驗是遠遠不夠的，我們有必要而且必須在課堂內(nèi)外加強實驗能力的培養(yǎng)。適時進行實驗探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學生站在一定高度認識事物，提升能力，做到知識與能力并重，過程與方法兼顧，提高學習效率，最終促進學習者自主發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高中化學；實驗；探究性學習

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）36-0094-02

“通過實驗學化學”是學習高中化學課程的必由之路?；瘜W實驗是學生獲取知識，提高能力的重要途徑。實驗教學可激發(fā)學生學習化學的興趣，同時還能培養(yǎng)學生的觀察能力和思維能力，發(fā)展學生智力。面對現(xiàn)在的高考，化學學科對學生的能力要求越來越高，而實驗是學生普遍反映自己把握不住的地方，為了提高學生的實驗能力，光靠課本上的學生實驗及老師在課堂上的演示實驗是遠遠不夠的，我們有必要而且必須在課堂上及課堂外加強實驗能力的培養(yǎng)，以便很好地適應高考的形式及高考的變化。為此，在課堂上應加強實驗練習的力度，改進實驗練習的方法，必要時可以多到實驗室去練習，以提高對實驗的綜合分析探究能力，增強學習者獨立完成實驗的能力。

在化學探究性學習中，學生可以通過老師創(chuàng)設(shè)的問題情境，培養(yǎng)激發(fā)自己的探究精神和探究能力。筆者非常重視通過典型的化學實驗事例來認識物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律。適時地進行實驗探究，是新一輪課程改革的要求，探究法可使學生站在一定高度認識事物，提升能力，做到知識與能力并重，過程與方法兼顧，提高學習效率，最終促進學習者自主發(fā)展。

下面是筆者在化學學習過程中進行的嘗試：

在高中化學學習過程中，學生經(jīng)常容易有這樣那樣的誤解，這個時候探究性學習就非常必要而且重要。如學習金屬元素鋁時，我們都很重視Al（OH）3的兩性， 課堂上教師通過演示實驗、討論等多種方式學習了Al（OH）3是兩性氫氧化物，在溶液中同時存在著兩種電離平衡：

H2O+H++AlO2- ? Al（OH）3 ? Al3++3OH-

酸式電離 堿式電離

我們也知道HCO3-為弱酸的酸式酸根，在水溶液中同時存在兩種趨勢：

電離平衡：HCO3- ? H++CO32-；

水解平衡：HCO3-+H2O ? H2CO3+OH-

但是在學生中還是較普遍反映出這樣一個問題：認為Al3+與AlO2-，AlO2-與HCO3-在水溶液中均會發(fā)生雙水解反應而生成Al（OH）3和CO2，還有不少人認為Al3+與HCO3-反應，不能大量共存，AlO2-與HCO3-不反應，能大量共存于溶液中。

為解決這一問題，加深對金屬元素鋁學習的印象，這時不要急于從書本或教師那得到結(jié)論，由老師帶領(lǐng)著進入實驗室，學習者通過親手實驗，認真將二者進行對比，然后探究得出結(jié)論，這樣得來的知識才會深刻鞏固。探究過程如下：

1. 根據(jù)桌上的藥品（AlCl3、NaHCO3、NaOH溶液）設(shè)計實驗方案，探究兩個反應的差異

學生觀察后發(fā)現(xiàn)沒有NaAlO2溶液，通過討論決定用AlCl3溶液與NaOH溶液制取NaAlO2溶液，方法：在試管中加適量AlCl3溶液，然后逐滴滴加NaOH溶液直至生成的沉淀剛好溶解為止，即得NaAlO2溶液。

2. 學生設(shè)計了對比實驗，并記錄下現(xiàn)象

先向AlCl3溶液中滴加NaHCO3溶液，看到白色沉淀逐漸增多，同時有大量氣泡溢出，驗證了自己的認識是正確的。然后向制得的NaAlO2溶液中逐滴滴入NaHCO3溶液至過量，現(xiàn)象卻不同：白色沉淀逐漸增多，但整個滴加過程中沒有氣泡產(chǎn)生。學生發(fā)現(xiàn)了自己認識上的錯誤， AlO2-與HCO3-會發(fā)生反應，卻不同于Al3+與AlO2-。

3. 分析現(xiàn)象，探究總結(jié)結(jié)論

Al3+與HCO3-在溶液中發(fā)生雙水解反應生成Al（OH）3和CO2。即Al3+ + HCO3-= Al（OH）3↓+3 CO2↑，ALO2-與HCO3-反應的實質(zhì)是：ALO2-結(jié)合H+的能力強于HCO3-，HCO3-在溶液中不發(fā)生水解而發(fā)生電離，即AlO2- + HCO3- +H2O= Al（OH）3↓+CO32-

通過這次實驗學生很輕松地解決了問題，真正學到了知識，鞏固了知識，在以后的考試中再遇到這類問題，答題的錯誤率就會大大降低，成績自然得到提升。

經(jīng)過這一次的實驗嘗試，筆者認識到實驗對于實現(xiàn)高中化學課程目標具有不可替代的作用，學生在設(shè)計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現(xiàn)象、進行數(shù)據(jù)處理、獲得實驗結(jié)論的過程中，不僅能獲取知識、技能和方法，提高探究能力，還能形成良好的情感態(tài)度和價值觀。因此，在之后的化學學習中更加重視實驗探究，以加強提升設(shè)計實驗方案、進行實驗操作、觀察記錄現(xiàn)象、進行數(shù)據(jù)處理、獲得實驗結(jié)論的探究能力。下面是我們對掌握CO32-、Cl-、Br-、I-、Na+、K+性質(zhì)所做的化學實驗探究分析。

首先是老師給出問題情境：現(xiàn)在有4瓶已失去標簽的試液，實驗員已經(jīng)不知道它們分別是什么藥品，只知道它們的陽離子是鈉離子或鉀離子，4種陰離子可能是CO32-、Cl-、Br-、I-，現(xiàn)在任意挑選試劑，設(shè)計1個實驗方案，將這4瓶試劑的成分鑒別出來。實驗臺上有大家所需的各種試劑，現(xiàn)在給大家十分鐘的時間完成自己的實驗設(shè)計，可以相互討論，設(shè)計的方案越多越好，完成后，請同學到講臺上來，介紹自己設(shè)計的實驗方案，最后看誰設(shè)計得最簡潔、最合理、效果最好。

這時候同學們的積極性被激發(fā)起來，大家都很興奮，相互積極的討論，課堂的氣氛被充分調(diào)動起來。老師給的十分鐘時間很快就過去了，但同學們意猶未盡，熱情地探究討論，不斷將自己設(shè)計的方案進行梳理，使方案條理更清晰更完善。之后小組代表到講臺上做答。

一組同學認為可以先做焰色實驗，如果火焰呈黃色則為鈉鹽，如果隔過藍色鈷玻璃火焰呈紫色則為鉀鹽。然后再根據(jù)陰離子的性質(zhì)區(qū)別，來鑒定陰離子。他們選用的試劑是硝酸銀和稀硝酸。加硝酸銀后，出現(xiàn)黃色沉淀含的陰離子是I-，出現(xiàn)淺黃色沉淀則含的陰離子是Br-，出現(xiàn)白色沉淀則可能是CO32-、Cl-，加稀硝酸后，沉淀消失的是碳酸鹽。

教師對學生的實驗探究做出評價，肯定該組的方案設(shè)計得很好，這樣的及時肯定能提高學生的實驗探究興趣。同時，老師鼓勵其他組同學對上面的實驗方案展開討論，提出意見和建議。同學們的熱情被調(diào)動起來了，紛紛發(fā)表意見。有的同學認為上面的方案有不盡完善之處，應該先給試劑瓶編號，不然很容易弄混。對此，老師給予熱情地鼓勵和贊賞，表揚這個同學細心用心，做的補充非常有必要。并鼓勵該同學也參與這一組的實驗，和他們共同完成他設(shè)計的實驗方案。同時，提醒做實驗的同學在鑒別完后應該標上試劑名，并提醒其他同學密切注意觀察實驗現(xiàn)象，看看做實驗的同學實驗操作是否規(guī)范。

用焰色實驗來鑒別4瓶試劑成分的設(shè)計方案實驗效果很好，老師給予了充分肯定，這讓更多同學想展示自己的設(shè)計方案，于是奇思妙想紛紛“出爐”。有的同學說自己設(shè)計的方案，前面的陽離子鑒別和上一組同學的一樣，用焰色反應來鑒別，但是在鑒別陰離子的時候，選用的試劑是鹽酸、氯水和四氯化碳，四氯化碳也可以換成苯。先用焰色反應鑒別出陽離子，再分別取少量試劑放在4支試管中，先滴加鹽酸，有氣體產(chǎn)生的是碳酸鹽，然后在沒有現(xiàn)象的3支試管中滴加氯水，充分反應后，再加四氯化碳進行萃取，充分振蕩，靜置分層，分層后下層為紫色的原溶液含的陰離子是I-，下層為橙色的原溶液含的陰離子為Br-，另外剩余的1支試管的溶液中含的陰離子則為Cl-。最后在相應的試劑瓶上標上試劑名。老師和同學們都對該同學的方案設(shè)計點贊，認為設(shè)計方案注意到了層次，非常嚴密。這位同學出色完成了實驗操作，效果非常好。通過這樣的開放式的實驗探究活動，學生對化學實驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，同時完成和解決實驗的能力有了很大的提高。

（編輯：胡 璐）